中国农业科学院张春晖研究员团队发表论文：牛骨胶原肽的磷酸化修饰通过提高钙结合能力增强其对MC3T3-E1细胞矿化的作用
中国农业科学院张春晖研究员团队在国际知名学术期刊Food Chemistry ( IF 8.8 )发表了题为“Phosphorylation modification of bovine bone collagen peptide enhanced its effect on mineralization of MC3T3-E1 cells via improving calcium-binding capacity”的论文。
本研究旨在探讨胶原肽磷酸化修饰对其钙结合能力和促矿化活性的影响。在本研究中，合成了胶原蛋白肽（Leu-Thr-Phe，LTF）和磷酸化LTF（P-LTF）并进一步与钙离子螯合。结果表明，LTF的磷酸化显着增强了其钙结合能力。光谱分析表明P-LTF的钙结合位点主要为羰基、羧基和磷酸基。分子对接进一步证明，磷酸化引入的磷酸基团通过离子键和配位键增强了LTF的钙结合能力。稳定性分析结果表明肠液可以修复被胃液破坏的肽-钙复合物。细胞实验表明，P-LTF-Ca显着提高MC3T3-E1细胞的矿化活性，有效影响顺序为P-LTF-Ca > LTF-Ca > P-LTF > LTF。该研究为磷酸化修饰在改善骨骼健康方面的潜在应用提供了理论基础。
图2 扫描电子显微镜(SEM)及能量色散谱(EDS)分析
(A) LTF; (B) P-LTF ；(C) LTF-Ca; (D) P-LTF-Ca
图5 共聚焦激光扫描显微分析。在室温(18-20 °C)下用 Fluo-4 AM 荧光标记初始 P-LTF-Ca 复合物和模拟胃肠消化道40分钟。用激发波长为488nm 的Ar激光器对样品中的钙离子进行了可视化研究，发射波长在510-525nm 之间。
(A) Fluo-4染色的游离钙离子; (B，C) Fluo-4的相对绿色荧光强度
图6 MC3T3-E1细胞的矿化活性。
(A) LTF，P-LTF，LTF-Ca 和 P-LTF-Ca 对碱性磷酸酶(ALP)的影响; (B) LTF，P-LTF，LTF-Ca 和 P-LTF-Ca 对矿化活性的影响(14天) ; (C) LTF，P-LTF，LTF-Ca 和 P-LTF-Ca 对矿化活性的影响(21天) ; (D) ALP阳性细胞的Phe-Gly-leu-Ca 定量分析; (E，F)使用茜素红评估细胞矿化程度的定量。
本研究探讨磷酸化牛骨胶原肽(P-LTF)的钙结合能力及其对 MC3T3-E1细胞矿化活性的影响。以上结果表明，磷酸化修饰的 LTF 引入的磷酸基团通过离子键和配位键显著提高了 LTF 的钙结合能力。P-LTF 的钙结合位点主要包括羰基、羧基和磷酸基。P-LTF-Ca 在肠液中受到轻度损伤，在胃液中受到严重损伤，而肠液对被胃液破坏的 P-LTF-Ca 复合物具有特异性修复作用。此外，LTF 的磷酸化修饰显著增强了其对 MC3T3-E1细胞矿化活性的促进作用，其影响顺序为 P-LTF-Ca > LTF-Ca > P-LTF > LTF。因此，磷酸化牛骨胶原肽是提高其对 MC3T3-E1细胞矿化活性促进作用的有效途径。这项研究为磷酸化修饰在改善骨骼健康方面的应用提供了新的见解。
责任编辑：唐长波、鲍雅倩